Лекции Основы технологии переработки животноводческого сырья и п. Курс лекций для обучающихся по направлению подготовки 19. 03. 01 Биотехнология Профиль подготовки Пищевая биотехнология
 Скачать 451.5 Kb.
|
ФерментыВ молоке, полученном при нормальных условиях от здоровой лакирующей коровы, содержится более 20 ферментов. Одни из них (лактоза-синтаза, щелочная фосфатаза, ксантиноксидаза, лизоцим и другие) синтезируются непосредственно в секреторных клетках молочной железы и являются естественными их компонентами. Возможно, что такие гидролитические ферменты, как липаза и другие, специально синтезируются клетками молочной железы для оказания помощи новорожденному в усвоении питательных веществ молока. Другие ферменты (каталаза, протеиназа, рибонуклеаза и другие) поступают в молоко из крови животного. Кроме истинных ферментов в молоке присутствуют многочисленные внеклеточные и внутриклеточные ферменты, продуцируемые микрофлорой молока и бактериальных заквасок. Широко известные в молочном деле сычужный фермент, пепсин не содержатся в молоке, но они специально вносятся в молоко при изготовлении некоторых молочных продуктов. Ферменты, содержащиеся в молоке, имеют большое практическое значение и, прежде всего, с трех точек зрения. Так, во-первых, на действии одних основано производство различных молочных продуктов и, в первую очередь, кисломолочных продуктов и сыров. Во-вторых, по активности некоторых истинных и бактериальных ферментов можно судить о санитарно-гигиеническом состоянии молока (редуктаза, каталаза, лактаза и другие) или эффективности его пастеризации (фосфотаза, пероксидаза и другие). И, наконец, в-третьих, многие липолитические, протеолитические и другие ферменты вызывают глубокие изменения составных частей молока во время выработки и хранения молока и молочных продуктов, что может привести к снижению их пищевой ценности и возникновению пороков. Так, при хранении молока возрастает активность всех ферментов, кроме лизоцима, который наряду с другими антибактериальными факторами обусловливает бактерицидные свойства молока. Изменение белковых и жировых компонентов молока вследствие ферментативного гидролиза является одной из причин ухудшения технологических свойств молока. Это выражается в увеличении продолжительности сбивания сливок, снижении степени обезжиривания при сепарировании, увеличении продолжительности сычужного свертывания молока и в других технологических неувязках, снижающих производительность и рентабельность производства. 4. Гормоны, иммунные вещества и газы молока Гормоны — это продукты выделения желез внутренней секреции. Они поступают в молоко из крови и принимают участие в образовании и выделении молока. В молоке содержатся пролактин, окситоцин, адреналин, тироксин, инсулин, фолликулин, лютеостерон и другие. Иммунные тела — это вещества, которые находятся в крови и защищают организм от патогенных бактерий, а в некоторых случаях нейтрализуют ядовитые продукты их обмена. В молоке содержатся следующие иммунные тела: антитоксины, агглютинины, преципитины и другие. В молозиве иммунных тел значительно больше, чем в молоке, и это обеспечивает теленку иммунитет. С иммунными телами в некоторой степени связаны бактерицидные свойства молока. Антитоксины — это вещества, которые являются противоядием, так как нейтрализуют ядовитые токсические вещества, выделяемые бактериями. Действуют они, как и другие иммунные тела, специфично, то есть в данном случае способны нейтрализовать только яд, вызывающий их образование. Лизоцимы - вещества, вырабатываемые животным организмом, способные растворить бактериальные клетки и тем самым удалять микроорганизмы, попадающие в молоко. Агглютинины - склеивают бактериальные клетки и делают их неподвижными. Опсонины - также специфично действуют на патогенные микроорганизмы, делая их более доступными для последующего растворения лейкоцитами. Все иммунные тела не термоустойчивы, и нагревание до 60-65°С обычно их разрушает. ГазыОбщее содержание газов в 1 л молока составляет 60-80 млг, из них на долю углекислого газа приходится 50-70 %, кислорода -5-10 %, азота - 20-30 %. В молоке содержится незначительное количество аммиака. Количество газов в только что выдоенном молоке больше и может содержаться до 10 % (объемных) к общей массе молока. Это существенным образом отражается на качестве молока и, в частности, на показателях плотности (наблюдается ее понижение) и кислотности (наблюдается ее повышение). Учитывая это обстоятельство, анализу можно подвергать молоко лишь спустя 2 часа после выдаивания, когда содержание газов в молоке устанавливается на определенном постоянном уровне. В процессе очистки, перекачивания, транспортировки в молоке повышается количество кислорода, что может быть одной из причин появления в молоке во время хранения окисленного привкуса. Устранить большую часть кислорода из молока можно путем нагревания или выдерживания под вакуумом. Удаление газов из молока при пастеризации и кипячении сопровождается понижением кислотности молока. Тема 2 «Первичная переработка молока, производство питьевого молока» Цель – формирование представлений о технологии первичной переработки молока и производстве питьевого молока. План Первичная переработка молока в хозяйстве. Технология производства пастеризованного молока. Технология производства восстановленного, витаминизированного топленного молока. 1. Первичная переработка молока в хозяйстве Взвешивание и учет При машинном доении и хранении молока в цистернах учет его проводят на основании показателей счетчиков, установленных на цистернах или других емкостях. При ручном доении для приема молока устраивают комнату в конце или середине скотного двора, которая сообщается с ним посредством окошка. Доярка сдает молоко приемщику через это окно, и он взвешивает его на специальных или тарелочных весах. При их отсутствии молоко учитывают по объему с помощью молокомеров. При этом отсчет ведут по верхней плоскости ручки. Пересчет производят, умножая объемные единицы на 1,030 г/м3 из-за, чего может возникнуть ошибка, если плотность молока ниже или выше. В хозяйствах, где доение коров проводят в доильных залах, применяют прозрачные молокосборники с делением для индивидуального учета доения каждой коровы, а так же счетчики молока. Учет молока ведется, как правило, индивидуально в племенных хозяйствах, в некоторых случаях проводят групповой учет. Два, три раза в месяц проводят контрольные дойки. После поступления молока в молочную его еще раз взвешивают на специальных весах. Для учета массы молока вместе с тарой применяют различные системы весов: товарные гирные грузоподъемностью 500-3000 кг, шкальные, циферблатные весы, платформенные и с подвесными резервуарами. Циферблатные весы наиболее удобны в эксплуатации. Фильтрование молока или очистка от механических примесей Степень загрязнения молока механическими примесями зависит от санитарно-гигиенических условий получения молока. Чтобы снизить загрязнение его механическими примесями проводят фильтрование молока. На молокозаводы принимают только профильтрованное молоко, поэтому его нужно подвергать механическому очищению от механической загрязненности, которая вызывает и бактериологическую загрязненность, т.е. фильтрование. Сначала его фильтруют прямо на ферме, а затем повторно очищают в молочной. Фильтрование можно проводить с помощью специальных фильтрующих устройств или пропуская его через фильтрующие материалы – марля, сложенная в несколько слоев, ватные кружки, синтетические материалы типа лавсан. На животноводческих фермах, с доением коров в молокопровод, в местах поступления молока в молокопровод и выхода его в емкость уже предусмотрены фильтры, однако это не говорит о том, что этого достаточно и поэтому рекомендуется фильтровать молоко дополнительно в центральной молочной, куда оно поступает со всех коровников или доильного зала. На доильных установках применяют унифицированный фильтр АДМ-09000. На таких крупных фермах и комплексах как 1200-2000 дойных коров рекомендуется применять сепараторы-молокоочистители, которые позволяют очистить молоко не только от механических примесей, но и от примесей гноя, крови, слизи, а также некоторой части микроорганизмов (начиная от 1/3 до половины). Можно применять и очиститель-охладитель ООМ-1000А. В них имеются оросители, охладитель и молокоочиститель с двумя барабанами для очистки и сепарирования. Кроме всего для очистки молока используют кларификсаторы. Кларификсатор - это аппарат, в котором проводят очистку и гомогенизацию молока. Еще один метод очистки молока бактофугирование - процесс выделения бактерий и других микроорганизмов из молока, а так же от частиц грязи с помощью специальных центрифуг. Удаление бактерий из молока происходит без нагревания и не приводит к изменению его исходных свойств, включая инактивацию некоторых ферментов, способствующих созреванию сыра. Однако даже при самом полном бактофугировании из молока удаляется лишь около 90% бактерий. При бактофугировании из молока невозможно полностью удалить все патогенные бактерии. Охлаждение молока Чтобы приостановить размножение микроорганизмов молоко нужно охладить. За счет его охлаждения продлевается бактерицидная фаза, и молоко дольше хранится. Так развитие обычных молочнокислых бактерий приостанавливается при температуре -10ºС и полностью прекращается при температуре 2-3ºС. Однако имеются микроорганизмы, которые при снижении температуры повышают свои свойства и даже при температуре 0ºС. Поэтому сохранять с помощью холода можно только совершенно чистое молоко, полученное при соблюдении гигиенических условий. Охлаждение молока не изменяет ни его состав, ни структуру и в настоящее время является одним из важных звеньев технологического процесса. Молоко охлаждают прямо на фермах, сдача на молочный завод парного молока без охлаждения только в течении часа после окончания доения. Охлаждение молока проводят с помощью естественных и искусственных источников холода. К естественным источникам холода относят холодную воду, снег и лед. Более рациональным способом охлаждения молока является использование охладителей. Охладители подразделяются на пластинчатые, трубчатые и оросительные. Пластинчатые, трубчатые, оросительные охладители могут быть различных типов. Работают они по принципу теплообмена. При использовании вакуумного оросительного охладителя ДФ-04 ОООА имеется большое преимущество с другими охладителями этого типа. Молоко подвергается охлаждению сразу же в процессе доения, не имеет соприкосновения с воздухом и не загрязняется микрофлорой. Недостатком всех других оросительных охладителей является невозможность изолирования молока от окружающей среды, так как оно течет по открытой плоскости. Для охлаждения молока последнее время стали использовать специальные танки, в которых проводится охлаждение и хранится молоко. Танк-охладитель (ТО-2) используется в комплексе с холодильной машиной МХУ-8С, которую устанавливают в отдельном помещении. Производительность ее 8000 ккал/ч. На животноводческих комплексах и в других крупных хозяйствах применяют холодильные установки. ХМ-ФВ-20 и ХМ-ФУ-40 производительностью 20 и 40 тыс. ккал/ч. Наиболее лучшим способом считается охлаждение молока и хранения его прямо в этих же резервуарах и танках. При этом не требуется дополнительных затрат на покупку охладителей и дополнительных площадей для их установки. При этом молоко охлаждается до любой заданной температуры, сокращаются затраты труда. Они изготавливаются прямоугольной и цилиндрической формы герметические и негерметические (ТОМ-1, ТОМ-2, ТО-2), состоят из машинной части и двустенного резервуара с мешалкой для перемешивания молока. Они изготавливаются из нержавеющей стали, под дном располагается трубчатый испаритель, соединенный с холодильной машиной. Хранение молока Охлажденное молоко некоторое время находится в хозяйстве, пока его не сдадут на молокозавод. Поэтому нужно создавать специальные условия для хранения молока или же иметь специальные установки. Молоко нужно хранить при такой же температуре, до какой она была охлаждена. Технология производства пастеризованного молока Технологический процесс состоит из следующих операций: приемка очистка нормализация (периодическим способом или сепаратором - нормализатором) гомогенизация пастеризация охлаждение фасование, упаковывание и хранение. Приемка. Молоко на предприятия закупается согласно ГОСТу. Молоко должно быть цельным, свежим и полученным от здоровых коров, иметь чистый, сладковатый вкус и запах, свойственный свежему молоку. Цвет от белого до светло-кремового. По консистенции это однородная жидкость без сгустков белка и комочков жира, без осадка, плотностью не ниже 1027 кг/м3. Очистка. Принятое цельное молоко подвергается подогреву до 40 - 45 °С и очистке на сепараторах-молокоочистителях. Нормализацию молока можно проводить в потоке или путем смешивания. При нормализации молока в потоке удобно использовать сепараторы - молокоочистители, в которых непрерывная нормализация совмещается с очисткой его от механических примесей. Перед поступлением в сепаратор-нормализатор молоко предварительно нагревают до 40-45ºС. На предприятиях небольшой мощности (минизаводах) молоко чаще всего нормализуют смешиванием в резервуарах. Для этого к определенному количеству цельного молока при постоянном, тщательном перемешивании добавляют нужное количество обезжиренного молока или сливок, рассчитанное по материальному балансу, используя квадрат Пирсона для нормализации молока или путем использования специальных таблиц, составленных с учетом различной жирности исходного молока. Для предотвращения отстоя жира и образования в упаковках, «сливочной пробки» при производстве молока повышенной жирности его обязательно гомогенизируют при температуре 62-63ºС и давлении 12,5-15 МПа. Гомогенизация - это обработка молока, заключающаяся в дроблении (диспергировании) жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий. После пастеризации молока при температуре 76ºС (±2ºС) с выдержкой до 4-6ºС с использованием пластинчатых пастеризационно-охладительных установок и сразу направляют на розлив. Хранить пастеризованное молоко в большой емкости не рекомендуется. Пастеризация молока - это тепловая обработка молока с целью уничтожения вегетативных форм микрофлоры, в том числе патогенных. Режим пастеризации должен обеспечить также получение заданных свойств готового продукта, в частности органолептических показателей (вкус, нужные вязкость и плотность сгустка). В зависимости от этих факторов различают три режима пастеризации: длительная пастеризация - при температуре 60...63°С с выдержкой 30 мин; кратковременная - при 74...78 °С с выдержкой 20 с; моментальная - при температуре 85...87 °С или 95...98 °С без выдержки. Ультрапастеризация - разновидность пастеризации, при которой молоко на 1-2 секунды нагревают до температуры 135—150 °C и сразу же охлаждают до 4—5 °C. При этом уничтожается большинство патогенных микроорганизмов. Процесс обработки продукта происходит в закрытой системе. Применяют два способа: контакт с нагретой поверхностью при температуре от 125—140 °C; прямое смешивание стерильного пара при температуре от 135—140 °C. Затем молоко при температуре 4-6°С поступает в промежуточную емкость, из которой направляется на фасование. Перед фасованием выработанный продукт проверяют на соответствие требованиям стандарта. Пастеризованное молоко выпускают в бумажных пакетах, полиэтиленовых мешках вместимостью 0,25; 0,5; 1 л, а также во флягах, цистернах с термоизоляцией, контейнерах различной вместимости, мешках из полимерной пленки - от 5 до 48 л, которые герметизируют и вставляют в картонные или пластмассовые ящики для отправки крупным, потребителям - в детские сады, столовые, рестораны. Фасование молока в мелкую упаковку проводится на автоматических линиях большой производительности, состоящих из нескольких машин, соединенных между собой конвейерами. Все шире используется для фасования пастеризованного молока тара разового потребления - полиэтиленовые мешки, бумажные пакеты. Такая тара значительно легче, компактнее, исключает сложный процесс мойки, гигиеничнее, удобнее для потребителя и транспортирования, требует меньших производственных площадей, трудовых и энергетических затрат. Бумажные пакеты имеют форму тетраэдра (тетра-пак), снаружи покрыты парафином, внутри - полиэтиленом; формы бруска (брик-пак) с двухсторонним покрытием полиэтиленом и применением аппликаторной ленты, что обеспечивает большую прочность швов по сравнению с пакетами тетра-пак. В пакеты тетра-пак молоко фасуют на автоматах АП1-Н АП2-Н, которые из движущейся и стерилизуемой (бактерицидной лампой) бумажной ленты сваривают рукав, заполняемый молоком. Через определенные промежутки времени зажимы нагревателями пережимают рукав, образуя гирлянду пакетов молоком, которые разрезают и ставят в корзину. Фасование в пакеты брик-пак осуществляется на установках производительностью 3000-9000 упаковок от 0,1 до 1 л в час. Фасование молока в пакеты пюр-пак вместимостью 1 (производительность установки от 1200 до 2400 упаковок в час) осуществляется в штампованные бумажные пакеты. Пакеть пюр-пак имеют большую ширину швов, чем пакеты тетра-пак брик-пак. Это обеспечивает большую надежность упаковки. Тару, в которой выпускают с предприятий пастеризованное молоко, обязательно пломбируют и маркируют. На алюминиевых капсулах тиснением, на пакетах, этикетках и бирках для фляг и цистерн несмывающейся краской наносят маркировку: наименование предприятия-изготовителя, полное наименование продукта, объем в литрах (на пакетах), число или день конечного срока реализации, номер ГОСТа. Фасованное молоко должно иметь температуру не выше 7°С и может быть сразу, без дополнительного охлаждения, передано в реализацию или направлено на временное хранение сроком не более 18 ч в холодильные камеры с температурой не выше 8°С и влажностью 85-90%. В камерах хранения необходимо поддерживать строгую чистоту и обеспечить вентиляцию воздуха. Срок реализации молока не более 36 ч с момента изготовления. Технология производства восстановленного, витаминизированного, топленого молока Восстановленное молоко изготавливают его путем растворения в питьевой воде при температуре 45-50ºС в установках мешалочного или протирочного типа, немедленно охлаждают до 6-8ºС выдерживают в емкости 3-4 ч для более полного растворения затем при необходимости нормализуют. Далее процесс идет по типу изготовления пастеризованного молока – очистка, гомогенизация, пастеризация и охлаждение продукта. Витаминизированное молоко. В пищевом рационе человека наиболее дефицитным является витамин С. В процессе хранения и обработки молока в молоке происходит окисления витамина С. С учетом этих и других потерь в молоко вносят на 1т 110 г аскорбиновой кислоты. Кислотность исходного молока при этом должно быть не более 18ºТ, так как добавление витамина С повышает кислотность продукта. Технологический процесс приготовления витаминизированного молока идет по такой же схеме, что и пастеризованного. Для уменьшения потерь витамина С в виде порошка, из расчета 110 г на 1000 л молока для детей грудного и младшего возраста и 210 г на 1000 л молока для детей старшего возраста и взрослых вносят после пастеризации, при постоянном перемешивании в течение 15-20 минут медленно высыпают в резервуар, выдерживают еще 30-50 минут и направляют для разлива. Хранят при температуре не выше 8ºС. Для детей младшего возраста вырабатывают молоко с комплексом витаминов А, С и Д2 . В этом случае витамины вносят в нормализованное молоко до пастеризации или готовят молочно-витаминный концентрат, который вносят во время пастеризации молока. Топленое молоко. Отличается своеобразным выраженным привкусом и запахом пастеризации и кремовым оттенком, которые достигаются длительной высокотемпературной обработкой молока при температуре 95-99ºС в течении 3-4 ч. Перед пастеризацией молоко нормализуют свежими сливками до 3,9 и 5,8% массовой доли жира, смесь гомогенизируют, а затем пастеризуют. В процессе выдержки молоко периодически перемешивается во избежание появления на его поверхности слоя жира и белка. По кончании выдержки молоко охлаждают до температуры 8ºС и направляют для фасовку в мелкую упаковку. Тема 3 «Основы технологии производства молочных продуктов» Цель – формирование представления о природе и сущности технологических процессов производства молочных продуктов. План Виды брожения, биохимиям процесса брожения, сычужное свертывание. Основные технологические процессы производства молочных продуктов. Виды брожения, биохимизм процесса брожения, сычужное свертывание Среди микроорганизмов нормального молока большую группу составляют микробы, вызывающие брожение. Молочнокислое брожение – наиболее часто происходящий процесс в молоке и молочных продуктах. Оно вызывается молочнокислыми бактериями, которые сбраживают молочный сахар до молочной кислоты. Это брожение весьма распространено на практике, например, при сквашивании молока, приготовлении сыра, силосовании кормов и т. д. Молочнокислые бактерии, вызывающие брожение, делятся на 2 группы: молочные стрептококки и молочнокислые палочки. Молочнокислый стрептококк – лучше всего развивается при температуре около 30-35ºС и может в молоке образовывать кислотность до 120ºТ. При приготовлении молочных продуктов имеет значение и другой вид молочных стрептококков – сливочный стрептококк. Оба вида стрептококков сбраживают молочный сахар без образования побочных продуктов. Но есть виды стрептококков, которые наряду с небольшим количеством молочной кислоты образуют побочные продукты брожения: уксусная и пропионовые кислоты, углекислый газ, ароматические вещества. В виду небольшого количества образуемой под действием ароматобразующих бактерий молочной кислоты, молоко при развитии только этих бактерий не свертывается. Эти микроорганизмы играют большую роль при приготовлении ряда молочных продуктов, в частности масла, придавая ему специфический аромат. Молочнокислые палочки имеют большое значение в производстве различных молочных продуктов – простокваши, кефира, сыров. Среди молочнокислых палочек наибольшее значение имеют теплолюбивые палочки, лучше всего развивающиеся при температуре 40-42ºС. При этом они повышают кислотность молока до 200-300ºТ и выше. К ним относится болгарская палочка (применяемая для производства простокваши, мацони, йогурта и т.д.), ацидофильная палочка (применяемая в производстве ацидофильного молока и простокваши), сырная палочка (используется в производстве сыров). Молочнокислые бактерии используются в той или иной мере при производстве всех молочных продуктов. В одних случаях сними приходится бороться, ограничивать их развитие, например в цельном молоке и сливках, особенно направляемых для непосредственного употребления в пищу, при производстве сладкосливочного масла, мороженного. В других случаях молочнокислые бактерии специально используются для производства, например, кислосливочного масла, сыров, сметаны, творога, простокваши и т.д. Спиртовое брожение – вызывается в основном дрожжами. В молоке, содержащем, как известно, молочный сахар, спиртовое брожение происходит под действием молочных дрожжей, способных разлагать молочный сахар сначала до моносахаридов, а затем до спирта и углекислоты. В молочных продуктах спиртовое брожение обычно сочетается с молочнокислым брожением (применяется при производстве кумыса). Пропионовокислое брожение. Данный вид брожения вызывается медленно развивающимися в молоке бесспоровыми палочками – пропионовокислыми бактериями. При этом брожении из молочного сахара (а также и из молочной кислоты) образуется пропионовая кислота, уксусная кислота и углекислый газ. Пропионовское брожение наблюдается при длительном созревании сыров, в частности крупных (советский сыр и д.р.). образующиеся при этом брожении кислоты улучшают вкус сыра, а углекислота способствует образованию правильного рисунка сыра. Маслянокислое брожение. Возбуждают маслянокислое брожение – палочки, образующие споры. При маслянокислом брожении, наряду с остро пахнущей масляной кислотой, выделяются углекислый газ и водород. Маслянокислые бактерии – строгие анаэробы и развиваются только при отсутствии воздуха. Наибольший вред причиняют маслянокислые бактерии при производстве сыров. Эти бактерии, вызывающие брожение, бурное выделение газов, служат причиной появления порока сыров – вспучивание, который чаще всего наблюдается в сырах во второй половине созревания. Борьба с маслянокислыми бактериями затруднена, так как они образуют споры, которые при пастеризации молока не погибают и затем прорастают. Так как масляные бактерии попадают в молоко при небрежном доении с частицами навоза, то наилучшим способом борьбы с этими вредными микроорганизмами считается строгое соблюдение чистоты при доении коров. Помимо указанных выше микроорганизмов, в молоке могут встречаться и др. микроорганизмы. Многие из них могут вызывать те или иные пороки в молоке и молочных продуктах. Это микрококки и сарцины – они попадают в молоко из воздуха, воды и при доении с вымени коровы. Кишечная палочка – образует молочную кислоту, углекислый газ, водород. Кишечная палочка встречается и в сыром молоке, поэтому его нужно ограждать от их проникновения и развития, так как они могут принести вред (при их развитии вспучиваются сыры, развиваются пороки кефира, вызывают желудочно-кишечные расстройства у человека). Гнилостные бактерии – вызывают гниение белков. Они попадают в молоко из почвы, кормов, воды и т.д. Все гнилостные бактерии образуют фермент, который вызывает сначала свертывание молока, а затем его пептонизацию, то есть образование растворимых в воде продуктов распада казеина, вплоть до аммиака. Многие гнилостные бактерии выделяют фермент липазу расщепляющий молочный жир. Гнилостные бактерии вызывают пороки масла при хранении. В молоке встречаются спорообразующие подвижные палочки – сенная палочка, картофельная палочка. Они попадают в молоко с кормовой пылью. Биохимизм процесса брожения Основными биохимическими процессами, протекающими при выработке кисломолочных продуктов, являются молочнокислое и спиртовое брожение молочного сахара. По характеру брожения молочного сахара молочнокислые продукты принято делить на две группы. К первой группе относят продукты, в основе приготовления которых лежит главным образом молочнокислое брожение (простокваши, ацидофильное молоко, йогурт и другие). Ко второй группе относят продукты со смешанным брожением, при выработке которых происходит молочнокислое и спиртовое брожение (кефир, кумыс, чал, айран, шубат, курунга и др.). Такое подразделение кисломолочных продуктов является условным, так как брожение молочного сахара при выработке и первой группы продуктов не ограничивается накоплением только молочной кислоты, а наряду с ней образуется небольшое количество спирта, углекислоты, летучих кислот, характерных для продуктов второй группы. Кроме того, под действием ароматобразующих бактерий молочный сахар также разлагается, образуя диацетил и другие вещества, придающие напиткам специфический запах. Образующаяся в результате молочнокислого и смешанного брожения молочная кислота взаимодействует с казеинаткальций-фосфатным комплексом молока; снижает Н-ионами его отрицательный заряд и отщепляет кальций при достижении изоэлектрической точки. В результате частицы казеина, утратив кальций, теряют устойчивость, агрегируют и коагулируют с образованием сгустка. На образование молочной кислоты, диацетила и других веществ расходуется 20-25% всей содержащейся в молоке лактозы. Остальное количество ее поступает в организм человека и потребляется в процессе жизнедеятельности молочнокислой микрофлоры кишечника. Сычужное свертывание В основе технологии производства различных молочных продуктов лежит выделение казеина сычужным ферментом. Эта реакция лежит в основе производства сычужных сыров и других продуктов, в технологии которых используется сычужный фермент. При сычужном свертывании коагуляция казеина происходит без изменений рН (или при незначительном повышении кислотности до 5,0-5,2 как, например, при выработке творога кислотно-сычужным способом). Под действием сычужного фермента молоко свертывается совершенно свежим без нарастания кислотности. Образуется сладкий сгусток и сладкая сыворотка. Качество сгустка в значительной степени зависит от содержания кальция в молоке, что в свою очередь, обусловлено не только технологической подготовкой молока к свертыванию, но зависит и от состояния здоровья коров, их кормления, породы и прочих причин. Основные технологические процессы производства молочных продуктов Сепарирование молока - это разделение его на две фракции различной плотности: высокожирную (сливки) и низкожирную (обезжиренное молоко). Осуществляется сепарирование под действием центробежной силы в барабане сепаратора. Действие сепаратора основано на использовании центробежной силы, возникающей в быстро вращающемся барабане – главном рабочем органе. Под действием этой силы молоко разделяется на фракции по плотности. Обрат, или обезжиренное молоко, имеющее плотность в среднем 1,035, отбрасывается к краям вращающегося барабана, а жировые шарики в виде сливок плотностью около 1 оттесняются в его центральную часть. Сливки и молоко выходят через соответствующие отверстия. Нормализация На молочные предприятия молоко поступает с разным содержанием жира и сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), а в готовом продукте жир и СОМО должны быть в определенном количестве или соотношении. В связи с этим необходима нормализация сырья. Нормализация - это регулирование состава сырья для получения готового продукта, отвечающего требованиям стандарта. При нормализации исходного (цельного) молока по жиру могут быть два варианта: жира в цельном молоке больше, чем требуется в производстве, и жира в цельном молоке меньше, чем требуется. В первом варианте жир частично отбирают путем сепарирования или к исходному молоку добавляют обезжиренное молоко. Во втором варианте для повышения жирности исходного молока добавляют к нему сливки. Массы сливок и обезжиренного молока, необходимых для добавления к исходному молоку, рассчитывают по уравнениям материального баланса, который можно составить для любой составной части молока. Один из простейших способов нормализации по жиру - нормализация путем смешивания в емкости рассчитанных количеств нормализуемого молока и нормализующего компонента (сливок или обезжиренного молока). Нормализующий компонент добавляют при тщательном перемешивании смеси в емкости. Нормализацию смешиванием можно осуществить в потоке (рис.2, а), когда непрерывный поток нормализуемого молока смешивается в определенном соотношении с потоком нормализующего продукта. Нормализация молока с использованием сепаратора-сливкоотделителя осуществляется в таком порядке: нормализуемое молоко подается на сепаратор-сливкоотделитель, где разделяется на сливки и обезжиренное молоко. Затем полученные сливки и обезжиренное молоко смешиваются в потоке в требуемом соотношении, а часть сливок (при Жм > Жн м) или обезжиренного молока (при Жи < Жн м) отводится как избыточный продукт. Гомогенизация Известно, что при хранении свежего молока и сливок из-за разницы в плотности молочного жира и плазмы происходит всплывание жировой фракции, или ее отстаивание. Скорость отстаивания жира зависит от размеров жировых шариков, вязкости, от возможности соединения жировых шариков друг с другом. Как известно, размеры жировых шариков колеблются в широких пределах - от 0,5 до 18 мкм. Согласно формуле Стокса скорость выделения (всплывания) жирового шарика прямо пропорциональна квадрату его радиуса. В процессе гомогенизации размеры жировых шариков уменьшаются примерно в 10 раз (размер - 1,0 мкм), а скорость всплывания их соответственно становится примерно в 100 раз меньше. В процессе дробления жирового шарика перераспределяется его оболочечное вещество. На построение оболочек образовавшихся мелких шариков мобилизуются плазменные белки, а часть фосфатидов переходит с поверхности жировых шариков в плазму молока. Этот процесс способствует стабилизации высокодисперсной жировой эмульсии гомогенизированного молока. Поэтому при высокой дисперсности жировых шариков гомогенизированное молоко практически не отстаивается. Пастеризация – нагревание молока до температуры от 63ºС до близкой к точки кипения. Стерилизация - нагревание молока выше температуры кипения. Пастеризация уничтожает вегетативные формы микробов, а стерилизацией одновременно и споры. Кипячение убивает всю микрофлору молока, за исключением спор. Применяемые аппараты – пастеризаторы должны отвечать требованиям: Равномерно нагревать молоко. Сохранять состав и его биологические свойства, так например не разрушать витаминов. Эффект пастеризации – это отношение количества бактерий в молоке до пастеризации к количеству их после обработки. Чем отношение ближе к 100%, тем пастеризация эффективнее. Молоко, поступающее из хозяйств в торговые сети, детские сады и другие детские, лечебные и общественные учреждения, используемое в цельном виде и поступающее в торговую сеть пастеризуется в обязательном порядке. Для производства различных молочных продуктов применяются различные типы пастеризации. Впервые тепловая обработка продуктов была проведена Пастером, а на практике доктором Сокелетом в 1886 г в Германии. Первое оборудование для пастеризации было изготовлено в Дании, оттуда завезено в США и затем распространилось по всему свету. В 1900 г. Рассел и Хастинг, а позднее Розенау установили температурные точки гибели разнообразных типов микроорганизмов. И на основании этих данных в 1907 г. были предложены методы пастеризации. По времени действия высокой температуры различают несколько видов пастеризации молока. Длительная пастеризация молока в ваннах температура 60-65ºС в течении 20 минут. В США длительную низкотемпературную пастеризацию проводят при температуре 62,8-68,3ºС в течении 30 минут на 90% подавляет микроорганизмы. Высокотемпературная кратковременная пастеризация 71,7-76ºС в течении 15-20 секунд. Мгновенная высокотемпературная пастеризация от 85 до 90ºС – 2 секунды и менее. Ультравысокотемпературная до 135-150ºС. Стерилизация кратковременная 125-135ºС 2-10 секунд. длительная 115-120ºС 1 минута. Для пастеризации и стерилизации молока применяются теплообменники (пастеризаторы и стерилизаторы) различных типов. Изменение составных частей молока при пастеризации При длительной низкотемпературной пастеризации при температуре 63-65ºС снижается кислотность за счет того, что улетучивается СО2 и коагулирует 5% общего количества альбумина. Жировые шарики быстро отстаиваются. Нагревание до 75ºС вызывает почти полную денатурацию альбумина, жир начинает вытапливаться из жировых шариков, казеин почти не изменяется, только разрыхляется структура мицелл, снижается их способность свертываться под действием сычужного фермента. При 90ºС казеин начинает хуже свертываться под действием сычужного фермента, а сывороточные белки выпадают в осадок, разрушаются почти все ферменты, некоторое количество витаминов. Стерилизация заключается в уничтожении всех микроорганизмов и инактивации ферментов, при этом микроорганизмы погибают в результате коагуляции их клеточных белков. Требования к режимам тепловой стерилизации: обеспечение высокой эффективности воздействия на микроорганизмы и ферменты при минимальных изменениях составных частей молока, максимальном сохранении его пищевой и биологической ценности и минимальных затратах различных видов энергии. Тема 4 «Основы технологии производства кисломолочных продуктов, масла, сыра» Цель – формирование представлений о технологии производства кисломолочных продуктов, масла, сыра. План Общая технология производства кисломолочных продуктов Технология производства масла методом сбивания и методом преобразования высокожирных сливок Технология производства твердых сычужных сыров Общая технология производства кисломолочных продуктов |